KR20220140821A - valve device - Google Patents
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Abstract
밸브 장치(1)는 유로(18, 20), 오목부(22) 및 밸브실(36)을 갖는 보디(6), 내측 주연부(32) 및 외측 주연부(34)를 갖는 이너 디스크(24), 다이어프램(4), 내측 주연부(32)의 밸브실(36)에 면하는 측에 형성되는 제1 환형면(44), 내측 주연부(32)의 제1 환형면(44)과 반대측에 형성되는 동시에, 오목부(22)의 바닥면(22a)에 지지되는 제2 환형면(46), 제1 환형면(44)에 유지되는 동시에 다이어프램(4)이 접촉·분리되는 제1 실링부(48), 제2 환형면(46)과 오목부(22)의 바닥면(22a)의 사이에 배치되는 제2 실링부(50)를 구비한다.The valve device 1 includes a body 6 having flow paths 18 , 20 , a recess 22 and a valve chamber 36 , an inner disk 24 having an inner periphery 32 and an outer periphery 34 ; The diaphragm (4), the first annular surface (44) formed on the side facing the valve chamber (36) of the inner periphery (32), is formed on the opposite side to the first annular surface (44) of the inner periphery (32) , the second annular surface 46 supported on the bottom surface 22a of the concave portion 22, the first sealing portion 48 to which the diaphragm 4 is contacted and separated while being held on the first annular surface 44 , a second sealing portion 50 is provided between the second annular surface 46 and the bottom surface 22a of the concave portion 22 .
Description
본 발명은 밸브 장치에 관한 것으로, 상세하게는 다이어프램을 밸브체에 갖는 밸브 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a valve device, and more particularly, to a valve device having a diaphragm in a valve body.
특허문헌 1에는, 유체의 입구 유로, 출구 유로 및 상방 개구의 오목부를 갖는 보디, 보디에 형성된 유로의 주연에 착탈 가능하도록 배치된 밸브 시트, 보디에 착탈 가능하도록 배치되어 밸브 시트를 유지하는 시트 홀더(이너 디스크라고도 한다), 밸브 시트에 접촉·분리함으로써 유로의 차단 또는 연통을 수행하는 다이어프램을 구비한 다이어프램 밸브가 개시되어 있다.
특허문헌 1에 기재된 밸브 시트는 환형을 이룬 밸브 시트체이며, 이너 디스크의 내측 주연부의 내주면에 장착되어, 예를 들어 PCTFE(내열 온도: 약 120℃) 등의 수지로 형성된다. 따라서, 밸브를 흐르는 유체 온도가 예를 들어 300℃ 이상의 고온에 이르는 경우, 이 고온 유체에 접하는 밸브 시트도 동일한 정도의 내열성을 확보할 필요가 있다.The valve seat described in
또한, 밸브 시트는 고온 유체에 접해 열팽창한 후 수축하면, 밸브 시트의 이너 디스크의 내측 주연부에 장착되는 차양 형상의 장착부에 응력 집중이 발생할 수 있다. 이 응력 집중은 밸브 시트에 변형을 발생시키고, 또한 재질에 따라서는 밸브 시트에 깨짐, 끊어짐 등을 발생시켜, 밸브의 실링성을 해칠 우려가 있다.In addition, when the valve seat contracts after thermal expansion in contact with a high-temperature fluid, stress concentration may occur in the awning-shaped mounting portion mounted on the inner periphery of the inner disk of the valve seat. This stress concentration causes a deformation in the valve seat and, depending on the material, cracks or breaks in the valve seat, which may impair the sealing properties of the valve.
또한, 특허문헌 1에 기재된 밸브 시트는 밸브 폐쇄 시에 다이어프램이 당접(當接)하는 돌출된 밸브 시트부, 이너 디스크의 내측 주연부에 장착되는 차양 형상의 장착부, 밸브의 보디의 이너 디스크가 수용되는 오목부의 바닥면에 당접되는 당접부를 갖는다. 이들 각 부위를 구비한 밸브 시트는 그 부피가 커지지 않을 수 없다. 따라서, 이러한 부피가 큰 밸브 시트가 고온에 노출되면, 열팽창에 의한 영향이 더욱 현저해져, 밸브의 실링성을 확보하는 것이 더욱 어려워질 우려가 있다.In addition, the valve seat described in
본 발명은 이러한 과제에 비추어 이루어진 것으로, 유로에 고온 유체가 흐르는 경우에도, 열팽창의 영향을 억제함으로써 실링성을 확보할 수 있는 밸브 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made in view of such a subject, and an object of the present invention is to provide a valve device capable of securing sealing properties by suppressing the influence of thermal expansion even when a high-temperature fluid flows through a flow path.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 밸브 장치는 유로, 유로가 개구되는 오목부, 및 오목부에서 유로가 연통되는 밸브실을 갖는 보디, 오목부에 수용되는 동시에, 내측 주연부 및 외측 주연부에 의해 유로를 밸브실에 이르기까지 구획하는 이너 디스크, 밸브실에서 유로를 차단 또는 연통하는 다이어프램, 내측 주연부의 밸브실에 면하는 측에 형성되는 제1 환형면, 내측 주연부의 제1 환형면과 반대측에 형성되는 동시에, 오목부의 바닥면에 지지되는 제2 환형면, 제1 환형면에 유지되는 동시에, 유로의 차단 또는 연통에 따라 다이어프램이 접촉·분리되는 제1 실링부, 제2 환형면과 오목부의 바닥면의 사이에 배치되는 제2 실링부를 구비한다.In order to achieve the above object, the valve device of the present invention has a body having a flow path, a concave portion in which the flow path is opened, and a valve chamber through which the flow path communicates in the concave portion, accommodated in the concave portion, and formed by the inner periphery and the outer periphery. An inner disk that partitions the flow path to the valve chamber, a diaphragm that blocks or communicates with the flow path in the valve chamber, a first annular surface formed on the side facing the valve chamber at the inner periphery, and on the opposite side to the first annular surface of the inner periphery A second annular surface supported on the bottom surface of the concave portion while being formed, a first sealing portion maintained on the first annular surface, and a diaphragm contacted and separated according to blockage or communication of the flow path, the second annular surface and the concave portion A second sealing portion disposed between the bottom surfaces is provided.
본 발명의 밸브 장치에 의하면, 유로에 고온 유체가 흐르는 경우에도, 열팽창의 영향을 억제함으로써 실링성을 확보할 수 있다.ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the valve apparatus of this invention, even when a high-temperature fluid flows in a flow path, sealing property can be ensured by suppressing the influence of thermal expansion.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 밸브 장치를 구비한 밸브의 일부 종단면도이다.
도 2는 밸브 장치의 도 1의 영역 A를 확대한 종단면도이다.
도 3은 이너 디스크의 종단면도이다.
도 4는 이너 디스크의 상면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 밸브 장치를 구비한 밸브의 일부 종단면도이다.
도 6은 밸브 장치의 도 5의 영역 B를 확대한 종단면도이다.
도 7은 제2 이너 디스크를 조립한 제1 이너 디스크의 종단면도이다.
도 8은 제2 이너 디스크를 조립한 제1 이너 디스크의 상면도이다.
도 9는 제1 이너 디스크의 상면도이다.
도 10은 제2 이너 디스크의 상면도이다.1 is a partial longitudinal sectional view of a valve provided with a valve device according to a first embodiment of the present invention.
Fig. 2 is an enlarged longitudinal sectional view of the region A of Fig. 1 of the valve device;
3 is a longitudinal sectional view of the inner disk.
4 is a top view of the inner disk.
5 is a partial longitudinal sectional view of a valve provided with a valve device according to a second embodiment of the present invention.
Fig. 6 is an enlarged longitudinal sectional view of region B of Fig. 5 of the valve device;
7 is a longitudinal cross-sectional view of the first inner disk to which the second inner disk is assembled.
8 is a top view of the first inner disk to which the second inner disk is assembled.
9 is a top view of the first inner disk.
10 is a top view of the second inner disk.
이하, 본 발명의 각 실시 형태에 따른 밸브 장치에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 아울러, 도 1~도 3 및 도 5~도 7의 설명에서는 각 도면의 상측을 상방으로 하여 설명하고 있다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the valve apparatus which concerns on each embodiment of this invention is demonstrated with reference to drawings. In addition, in the description of FIGS. 1 to 3 and FIGS. 5 to 7 , the upper side of each drawing is described as the upper side.
<제1 실시 형태><First embodiment>
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 밸브 장치(1)를 구비한 밸브(2)의 일부 종단면도를 나타낸다. 밸브(2)는 밸브체로서 다이어프램(4)을 가지며, 프로세스 유체의 미소 유량을 정밀하게 제어 가능한 다이렉트 터치형의 메탈 다이어프램 밸브이다.1 shows a partial longitudinal sectional view of a
밸브(2)는 보디(6), 밸브 본체(8), 보닛(10), 보닛 너트(12), 스템(14), 액추에이터(16) 등을 구비하고 있다. 보디(6)는 스테인리스 스틸 등의 금속재로 형성되며, 입구 유로(18) 및 출구 유로(20)와 상측 개구의 오목부(22)가 형성되어 있다. 오목부(22)에는, 그 바닥면(22a)에 입구 유로(18) 및 출구 유로(20)가 개구되어, 밸브 본체(8)가 수용되어 있다. 밸브 장치(1)는 보디(6)와 보디(6)의 오목부(22)에 수용되는 밸브 본체(8)로 구성된다.The
도 2는 밸브 장치(1)의 도 1의 영역 A를 확대한 종단면도를 나타낸다. 밸브 본체(8)는 다이어프램(4), 이너 디스크(24), 보닛(10)의 하단부(10a), 스템(14)의 하확경부(下擴徑部, 14a), 스프링(26)(도 1 참조), 다이어프램 누름부(28), 누름 어댑터(30) 등으로 구성되어 있다.FIG. 2 shows an enlarged longitudinal sectional view of the region A of FIG. 1 of the
다이어프램(4)은 1매 또는 서로 분리 가능한 복수의 박판을 적층하여 형성되며, 이들 박판은 다이어프램(4)의 중앙부(4a)가 상방으로 팽출한 접시 형상으로 형성되어 있다. 박판은 예를 들어 0.1 mm~0.2 mm 정도의 극박의 두께를 가지며, 스테인리스 스틸이나 그 외 형상 기억 합금 등의 금속재로 형성되어 있다.The
이너 디스크(24)는 스테인리스 스틸 등의 금속재로 형성되며, 내측 주연부(32) 및 외측 주연부(34)를 구비하고, 오목부(22)의 바닥면(22a)에 재치(載置)된다. 외측 주연부(34) 위에는 순서대로 다이어프램(4), 누름 어댑터(30)가 배치되어 있다. 보닛(10)은 통 형상을 이루고 있으며, 오목부(22)에 삽입되어 보닛 너트(12)를 조임으로써 보닛(10)의 하단부(10a)가 누름 어댑터(30)에 눌린다. 이로써, 다이어프램(4)의 주연부(4b)가 누름 어댑터(30)에 의해 이너 디스크(24)의 외측 주연부(34)에 눌려 유지된다.The
스템(14)은 보닛(10) 내에 상하 이동 가능하도록 삽입되며, 그 하확경부(14a)에는 수지재 등으로 형성된 다이어프램 누름부(28)가 끼움 부착되어 있다. 다이어프램 누름부(28)는 다이어프램(4)의 지름 방향의 중앙부(4a)의 상면에 당접하며, 도 1의 밸브 열림 상태에서는, 다이어프램(4)을 상방에서 눌러, 그 과도한 만곡을 억제한다. 스템(14)의 상부는 보닛(10)의 상부로부터 돌출되어, 액추에이터(16) 내에 삽입되어 있다.The
액추에이터(16)는 예를 들어 에어 작동식 구동 기구이며, 오목부(22) 내에 배치된 코일 형상의 스프링(26)의 탄성력과, 액추에이터(16)에 공급되는 작동 에어의 압력에 의해 스템(14)을 상하 이동시킨다. 예를 들어, 액추에이터(16)에의 작동 에어의 공급을 차단하면, 스프링(26)의 탄성력이 하확경부(14a)에 작용하여 스템(14)이 하강하고, 하확경부(14a)가 하강하여 다이어프램(4)의 중앙부(4a)가 다이어프램 누름부(28)에 의해 눌려, 다이어프램(4)이 입구 유로(18)의 개구를 폐색하여 밸브 폐쇄 상태가 된다.The
한편, 액추에이터(16)에 작동 에어를 공급함으로써, 스템(14)이 상승하고, 하확경부(14a)가 스프링(26)의 탄성력에 저항하여 상승한다. 이로써, 도 2에 나타내는 바와 같이, 다이어프램 누름부(28)도 상승하고, 다이어프램(4)이 상방 만곡의 자연 상태로 돌아와, 입구 유로(18)가 개구되어 밸브(2)가 밸브 열림 상태가 된다.On the other hand, by supplying operating air to the
오목부(22)에는 입구 유로(18) 및 출구 유로(20)가 연통되는 밸브실(36)이 형성되어 있다. 밸브실(36)은 누름 어댑터(30), 다이어프램 누름부(28) 및 이너 디스크(24)에 의해 둘러싸여, 입구 유로(18)로부터 유체가 흘러드는 영역이다. 다이어프램(4)은 밸브실(36)에서 만곡 변형함으로써, 입구 및 출구 유로(18, 20)를 차단 또는 연통한다.The
도 3은 이너 디스크(24)의 종단면도를 나타내며, 도 4는 이너 디스크(24)의 상면도를 나타낸다. 이너 디스크(24)는 도 2에 나타낸 바와 같이, 오목부(22)에 수용되는 동시에, 내측 주연부(32) 및 외측 주연부(34)에 의해 입구 및 출구 유로(18, 20)를 밸브실(36)에 이르기까지 구획한다.3 shows a longitudinal sectional view of the
상세하게는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 이너 디스크(24)에는 내측 주연부(32)의 내측에 입구 유로(18)와 연통하는 관통공(38)이 형성되고, 내측 주연부(32)와 외측 주연부(34)의 사이에 중간 환형부(40)가 형성되어 있다. 중간 환형부(40)에는 그 원주 방향을 따라 복수의 관통공(42)이 형성되고, 각 관통공(42)은 출구 유로(20)와 연통하고 있다. 이로써, 입구 및 출구 유로(18, 20)가 밸브실(36)에 이르기까지 이너 디스크(24)에서 구획된다.In detail, as shown in FIG. 4 , a
내측 주연부(32)에는 밸브실(36)에 면하는 측, 즉 도 3에서 볼 때 내측 주연부(32)의 상면에 제1 환형면(44)이 형성되어 있다. 또한, 제1 환형면(44)과 반대측, 즉 도 3에서 볼 때 내측 주연부(32)의 하면에 제2 환형면(46)이 형성되어 있다. 제2 환형면(46)은 도 2에 나타내는 바와 같이, 오목부(22)의 바닥면(22a)에 후술하는 제2 실링부(50)를 통해 지지된다.A first
제1 및 제2 환형면(44, 46)은 환형을 이루는 평탄면이며, 제1 환형면(44)에는 제1 실링부(48)가 접착 등에 의해 붙여져 유지되어 있다. 제1 실링부(48)는 입구 및 출구 유로(18, 20)의 차단 또는 연통에 따라 다이어프램(4)이 접촉·분리된다. 또한, 제2 환형면(46)과 오목부(22)의 바닥면(22a)의 사이에는 제2 실링부(50)가 배치되어 있다. 아울러, 제2 실링부(50)를 제2 환형면(46) 또는 바닥면(22a)에 접착 등에 의해 붙여 유지할 수도 있다.The first and second
제1 및 제2 실링부(48, 50)는 환형의 시트 형상을 이루며, 또한 양쪽 모두 불소 고무로 형성되어 있다. 보다 바람직하게는, 제1 및 제2 실링부(48, 50)는 입구 및 출구 유로(18, 20)를 흐르는 유체의 온도가 예를 들어 300℃ 이상의 고온에 이르는 경우에도 견딜 수 있는 불소 고무(예를 들어, 듀퐁(DUPONT)사 제품 불소 고무 재료 '칼레즈(Kalrez, 등록 상표)')로 형성되어 있다.The first and
도 3에 나타내는 바와 같이, 외측 주연부(34)에는 오목부(22)의 바닥면(22a)을 향해, 즉 도 3의 하측을 향해 환형의 돌기부(52)가 돌출되어 형성되어 있다. 이 돌기부(52)는 이너 디스크(24)의 두께 방향(Y)에서 돌출 높이(H)로 형성되어 있다. 보닛 너트(12)를 조여 보닛(10)의 하단부(10a)가 누름 어댑터(30)에 눌리면, 돌기부(52)의 선단이 대향하는 오목부(22)의 바닥면(22a)에 당접한다.As shown in FIG. 3 , an
이 돌기부(52)의 당접에 의해, 외측 주연부(34)가 오목부(22)의 바닥면(22a)에 유지되는 동시에 외측 주연부(34)에서의 실링이 이루어진다. 또한, 제2 환형면(46)과 오목부(22)의 바닥면(22a)의 사이에서 제2 실링부(50)가 적절히 눌러 뭉개진다.By the abutment of the
이상과 같이, 본 실시 형태에서는 제1 실링부(48)는 입구 및 출구 유로(18, 20)의 차단 또는 연통에 따라 다이어프램(4)이 접촉·분리되어, 종래의 밸브 시트의 밸브 시트부로서의 기능을 갖는다. 한편, 제2 실링부(50)는 종래의 밸브 시트의 오목부(22)의 바닥면(22a)에 당접되는 당접부로서의 기능을 갖는다.As described above, in this embodiment, the
이와 같이, 본 실시 형태에서는, 밸브 장치(1)에서의 밸브 시트를 제1 및 제2 환형면(44, 46)이라는 떨어진 부위에 각각 배치한 제1 및 제2 실링부(48, 50)라는 2개의 상이한 부재로 형성한다. 이로써, 종래의 밸브 시트의 차양 형상의 장착부가 불필요하게 된다.As described above, in the present embodiment, the valve seat of the
밸브 시트의 장착부가 존재하지 않음으로써, 장착부의 응력 집중에 의해 발생하는 밸브 시트의 변형, 깨짐, 끊어짐 등의 발생이 억제된다. 또한, 밸브 시트를 장착부가 없는 상태의 작은 부피로 형성 가능하게 되기 때문에, 밸브 장치(1)에 고온 유체가 흐르는 경우에도 열팽창의 영향을 억제할 수 있다. 따라서, 밸브 장치(1)의 실링성을 확보할 수 있다.By the absence of the mounting portion of the valve seat, occurrence of deformation, cracking, breakage, or the like of the valve seat caused by stress concentration of the mounting portion is suppressed. Further, since the valve seat can be formed in a small volume without a mounting portion, the influence of thermal expansion can be suppressed even when a high-temperature fluid flows through the
또한, 오목부(22)의 바닥면(22a)에 당접되는 당접부로서의 기능을 갖는 제2 실링부(50)를 마련함으로써, 이너 디스크(24)와 보디(6)의 오목부(22)의 바닥면(22a)의 메탈 터치를 회피할 수 있다. 이로써, 제2 환형면(46)에 있어서, 메탈 터치에 의한 파티클의 발생을 억제할 수 있기 때문에, 예를 들어 반도체 제조 장치에 밸브(2)를 적용함으로써, 파티클의 혼입에 의한 반도체의 불량품률을 극력 저하시킬 수 있다.Further, by providing the
또한, 제1 및 제2 실링부(48, 50)가 환형의 시트 형상을 이룸으로써, 제1 및 제2 실링부(48, 50)의 전술한 각 기능을 발휘할 수 있는 범위에서, 밸브 시트를 필요 최저한의 부피로 형성 가능하게 된다. 따라서, 밸브 장치(1)에 고온 유체가 흐르는 경우에도 열팽창의 영향을 더욱 효과적으로 억제할 수 있으며, 밸브 장치(1)의 실링성을 더욱 효과적으로 유지할 수 있다.In addition, by forming the annular seat shape of the first and
또한, 제1 및 제2 실링부(48, 50)가 불소 고무로 형성됨으로써, 수지 소재인 경우에 비해 밸브 시트의 내열성을 향상시킬 수 있다. 여기서, 고무 소재의 밸브 시트는 일반적으로 수지에 비해 열팽창률이 높기 때문에, 고온 유체에 접해 열팽창한 후 수축하면, 종래에는 이너 디스크의 내측 주연부에 대한 밸브 시트의 장착부에 응력 집중이 발생하기 쉽다.In addition, since the first and
그러나, 본 실시 형태에서는, 이러한 장착부가 존재하지 않음으로써, 응력 집중의 발생은 억제된다. 특히, 전술한 '칼레즈(등록 상표)' 등의 불소 고무 재료로 제1 및 제2 실링부(48, 50)를 형성함으로써, 입구 및 출구 유로(18, 20)에 300℃ 이상의 고온 유체가 흐르는 경우에도 견딜 수 있는 제1 및 제2 실링부(48, 50)를 실현 가능하다. 따라서, 이 경우에는, 열팽창의 영향을 억제하면서, 실링성을 확보하고, 또한 300℃ 이상의 내열성을 갖는 밸브 장치(1)를 실현할 수 있다.However, in this embodiment, since such a mounting part does not exist, generation|occurrence|production of a stress concentration is suppressed. In particular, by forming the first and
또한, 외측 주연부(34)에 형성한 돌기부(52)가 두께 방향(Y)에서 돌출 높이(H)를 가지고 형성되어 있다. 이로써, 보닛 너트(12)를 조여 보닛(10)의 하단부(10a)가 누름 어댑터(30)에 눌리면, 돌기부(52)의 선단이 대향하는 오목부(22)의 바닥면(22a)에 당접한다.Moreover, the
이 돌기부(52)의 당접에 의해, 외측 주연부(34)가 오목부(22)의 바닥면(22a)에 유지되는 동시에 외측 주연부(34)에서의 실링이 이루어진다. 이 때, 돌출 높이(H)를 미리 조정함으로써, 오목부(22)의 바닥면(22a)과의 사이에서 제2 실링부(50)가 적절히 눌러 뭉개져, 제2 환형면(46)에 있어서 제2 환형면(46)과 대향하는 보디(6)의 오목부(22)의 바닥면(22a)의 사이의 실링성이 확보된다. 또한, 제2 환형면(46)과 오목부(22)의 바닥면(22a)의 사이의 메탈 터치에 의한 파티클의 발생을 억제할 수 있다.By the abutment of the
<제2 실시 형태><Second embodiment>
도 5는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 밸브 장치(1)를 구비한 밸브(2)의 일부 종단면도를 나타낸다. 아울러, 이하의 설명에서는 주로 제2 실시 형태의 특징 부분을 설명하고, 제1 실시 형태와 동일한 구성에 대해서는 도면에서 동일한 부호를 붙이는 동시에, 설명을 생략하는 경우가 있다.5 shows a partial longitudinal sectional view of a
밸브(2)는 다이어프램(4), 보디(6), 밸브 본체(8), 보닛(10), 보닛 너트(12), 스템(14), 액추에이터(16) 등을 구비한 다이렉트 터치형의 메탈 다이어프램 밸브이다. 보디(6)에는 입구 유로(18), 출구 유로(20) 및 오목부(22)가 형성되며, 오목부(22)의 바닥면(22a)에 입구 유로(18) 및 출구 유로(20)가 개구되어 밸브 본체(8)가 수용되어 있다. 밸브 장치(1)는 보디(6)와 보디(6)의 오목부(22)에 수용되는 밸브 본체(8)로 구성된다.The valve (2) is a direct touch type metal having a diaphragm (4), a body (6), a valve body (8), a bonnet (10), a bonnet nut (12), a stem (14), an actuator (16), etc. It is a diaphragm valve. The
도 6은 밸브 장치(1)의 도 5의 영역 B를 확대한 종단면도를 나타낸다. 밸브 본체(8)는 다이어프램(4), 제1 이너 디스크(60), 제2 이너 디스크(62), 보닛(10)의 하단부(10a), 스템(14)의 하확경부(14a), 스프링(26)(도 5 참조), 다이어프램 누름부(28), 누름 어댑터(30) 등으로 구성되어 있다. 즉, 본 실시 형태의 이너 디스크는 제1 이너 디스크(60)와 제2 이너 디스크(62)의 2 부재로 구성되어 있다.6 shows an enlarged longitudinal sectional view of the region B of FIG. 5 of the
제1 이너 디스크(60)는 스테인리스 스틸 등의 금속재로 형성되며, 내측 주연부(64) 및 외측 주연부(66)를 구비하고, 오목부(22)의 바닥면(22a)에 재치된다. 제2 이너 디스크(62)는 제1 이너 디스크(60)와 동일한 금속재로 형성되며, 내측 주연부(64)의 지름 방향 내측에 배치되고, 제1 이너 디스크(60)의 외측 주연부(66) 위에는 순서대로 다이어프램(4), 누름 어댑터(30)가 배치되어 있다.The first
보닛(10)을 오목부(22)에 삽입하고, 보닛 너트(12)를 조임으로써, 보닛(10)의 하단부(10a)가 누름 어댑터(30)에 눌린다. 이로써, 다이어프램(4)의 주연부(4b)가 누름 어댑터(30)에 의해 제1 이너 디스크(60)의 외측 주연부(66)에 눌려 유지된다.By inserting the
도 7은 제2 이너 디스크(62)를 조립한 제1 이너 디스크(60)의 종단면도를 나타내고, 도 8은 제2 이너 디스크(62)를 조립한 제1 이너 디스크(60)의 상면도를 나타낸다. 제1 이너 디스크(60)는 도 6에 나타낸 바와 같이, 오목부(22)에 수용되는 동시에, 내측 주연부(64) 및 외측 주연부(66)에 의해 입구 및 출구 유로(18, 20)를 밸브실(36)에 이르기까지 구획한다.7 is a longitudinal sectional view of the first
제2 이너 디스크(62)는 관통공(68)이 형성된 환형을 이루며, 제1 이너 디스크(60)의 내측 주연부(64)의 지름 방향(X)의 내측에서 제1 이너 디스크(60)의 두께 방향(Y)으로 이동 가능한 동시에, 제1 이너 디스크(60)로부터 착탈 가능하도록 배치되어 있다. 내측 주연부(64)의 내주면과 제2 이너 디스크(62)의 외주면에는 각각 규제부(70, 72)가 지름 방향(X)으로 돌출되어 형성되어 있다. 한 쌍의 규제부(70, 72)가 서로 당접함으로써, 두께 방향(Y)에서의 제2 이너 디스크(62)의 밸브실(36) 측으로의 이동이 규제된다.The second
도 9는 제1 이너 디스크(60)의 상면도를 나타낸다. 제1 이너 디스크(60)에는 내측 주연부(64)의 내측에 관통공(74)이 형성되어 있다. 관통공(74)은 제2 이너 디스크(62)의 관통공(68)을 통해 입구 유로(18)와 연통한다. 또한, 내측 주연부(64)와 외측 주연부(66)의 사이에 중간 환형부(76)가 형성되어 있다. 중간 환형부(76)에는 그 원주 방향을 따라 복수의 관통공(78)이 형성되며, 각 관통공(78)은 출구 유로(20)와 연통하고 있다. 이로써, 입구 및 출구 유로(18, 20)가 밸브실(36)에 이르기까지 제1 이너 디스크(60)에서 구획된다.9 shows a top view of the first
도 10은 제2 이너 디스크(62)의 상면도를 나타낸다. 제2 이너 디스크(62)에는 그 밸브실(36)에 면하는 측, 즉 도 7에서 볼 때 제2 이너 디스크(62)의 상면에 제1 환형면(80)이 형성되어 있다. 또한, 제1 환형면(80)과 반대측, 즉 도 7에서 볼 때 제2 이너 디스크(62)의 하면에 제2 환형면(82)이 형성되어 있다. 제2 환형면(82)은 도 6에 나타내는 바와 같이, 오목부(22)의 바닥면(22a)에 후술하는 제2 실링부(86)를 통해 지지된다.10 shows a top view of the second
제1 및 제2 환형면(80, 82)은 환형을 이루는 평탄면이며, 제1 환형면(80)에는 제1 실링부(84)가 접착 등에 의해 붙여져 유지되어 있다. 제1 실링부(84)는 입구 및 출구 유로(18, 20)의 차단 또는 연통에 따라 다이어프램(4)이 접촉·분리된다. 또한, 제2 환형면(82)과 오목부(22)의 바닥면(22a)의 사이에는 제2 실링부(86)가 배치되어 있다. 제2 실링부(86)는 제2 환형면(82)에 접착 등에 의해 붙여 유지된다.The first and second
제1 및 제2 실링부(84, 86)는 각각 제1 환형면(80), 제2 환형면(82)으로부터 돌출된 환형의 돌기 형상, 즉 돌조(突條)를 이루며, 또한 양쪽 모두 불소 고무로 형성되어 있다. 보다 바람직하게는, 제1 및 제2 실링부(84, 86)는 입구 및 출구 유로(18, 20)를 흐르는 유체의 온도가 예를 들어 300℃ 이상의 고온에 이르는 경우에도 견딜 수 있는 불소 고무(예를 들어, 듀퐁사 제품 불소 고무 재료 '칼레즈(등록 상표)')로 형성되어 있다.The first and
또한, 제1 이너 디스크(60)에는 내측 주연부(64)의 밸브실(36)에 면하는 측, 즉 도 7에서 볼 때 제1 이너 디스크(60)의 상면에 제3 환형면(88)이 형성되어 있다. 또한, 제3 환형면(88)과 반대측, 즉 도 7에서 볼 때 제1 이너 디스크(60)의 하면에 제4 환형면(90)이 형성되어 있다.In addition, the first
또한, 도 6에 나타내는 바와 같이, 제3 환형면(88)은 한 쌍의 규제부(70, 72)가 서로 당접한 상태에서, 제1 환형면(80)과 지름 방향(X)에서 실질적으로 동일 평면이다. 또한, 도 7에 나타내는 바와 같이, 제2 실링부(86)는 한 쌍의 규제부(70, 72)가 서로 당접한 상태에서, 제4 환형면(90)과 지름 방향(X)으로 동일 평면이 되는 높이보다 커지는 돌출 높이(H)로 오목부(22)의 바닥면(22a)을 향해 돌출된다. 이로써, 제4 환형면(90)은 도 6에 나타내는 바와 같이, 오목부(22)의 바닥면(22a)에 대해 이격된다.Further, as shown in Fig. 6, the third
또한, 도 7에 나타내는 바와 같이, 외측 주연부(66)에는 오목부(22)의 바닥면(22a)을 향해, 즉 도 7의 하측을 향해 환형의 돌기부(92)가 돌출되어 형성되어 있다. 이 돌기부(92)는 두께 방향(Y)에서 돌출 높이(H1)로 형성되어 있다. 보닛 너트(12)를 조여, 보닛(10)의 하단부(10a)가 누름 어댑터(30)에 눌리면, 돌기부(92)의 선단이 대향하는 오목부(22)의 바닥면(22a)에 당접한다.Moreover, as shown in FIG. 7, the
이 돌기부(92)의 당접에 의해, 외측 주연부(66)가 오목부(22)의 바닥면(22a)에 유지되는 동시에 외측 주연부(66)에서의 실링이 이루어진다. 나아가서는, 제2 환형면(82)과 오목부(22)의 바닥면(22a)의 사이에서 제2 실링부(86)가 적절히 눌러 뭉개진다.By the abutment of the
이상과 같이, 본 실시 형태의 밸브 장치(1)는 제1 이너 디스크(60)의 내측 주연부(64)의 지름 방향(X)의 내측에서 제1 이너 디스크(60)의 두께 방향(Y)으로 이동 가능하도록 배치된 제2 이너 디스크(62)를 구비한다. 그리고, 제2 이너 디스크(62)의 제1 및 제2 환형면(80, 82)에 각각 제1 실링부(84), 제2 실링부(86)가 유지되어 있다.As described above, in the
제1 실링부(84)는 입구 및 출구 유로(18, 20)의 차단 또는 연통에 따라 다이어프램(4)이 접촉·분리되어, 종래의 밸브 시트의 밸브 시트부로서의 기능을 갖는다. 한편, 제2 실링부(86)는 종래의 밸브 시트의 오목부(22)의 바닥면(22a)에 당접되는 당접부로서의 기능을 갖는다.The
이와 같이, 본 실시 형태에서는 밸브 장치(1)에서의 밸브 시트를 제1 및 제2 환형면(80, 82)이라는 떨어진 부위에 각각 마련한 제1 및 제2 실링부(84, 86)라는 2개의 상이한 부재로 형성한다. 이로써, 종래의 밸브 시트의 차양 형상의 장착부가 불필요하게 된다.As described above, in the present embodiment, two valve seats in the
밸브 시트의 장착부가 존재하지 않음으로써, 장착부의 응력 집중에 의해 발생하는 밸브 시트의 변형, 깨짐, 끊어짐 등의 발생이 억제된다. 또한, 밸브 시트를 장착부가 없는 상태의 작은 부피로 형성 가능하게 되기 때문에, 밸브 장치(1)에 고온 유체가 흐르는 경우에도 열팽창의 영향을 억제할 수 있다. 따라서, 밸브 장치(1)의 실링성을 확보할 수 있다.By the absence of the mounting portion of the valve seat, occurrence of deformation, cracking, breakage, or the like of the valve seat caused by stress concentration of the mounting portion is suppressed. Further, since the valve seat can be formed in a small volume without a mounting portion, the influence of thermal expansion can be suppressed even when a high-temperature fluid flows through the
또한, 오목부(22)의 바닥면(22a)에 당접되는 당접부로서의 기능을 갖는 제2 실링부(86)를 마련함으로써, 제2 이너 디스크(62)와 보디(6)의 오목부(22)의 바닥면(22a)의 메탈 터치를 회피할 수 있다. 이로써, 제2 환형면(82)에 있어서, 메탈 터치에 의한 파티클의 발생을 억제할 수 있기 때문에, 예를 들어 반도체 제조 장치에 밸브(2)를 적용함으로써, 파티클의 혼입에 의한 반도체의 불량품률을 극력 저하시킬 수 있다.Further, by providing the
또한, 제2 이너 디스크(62)는 제1 이너 디스크(60)에 대해, 두께 방향(Y)으로 한 쌍의 규제부(70, 72)에 규제되는 범위에서 이동 가능하다. 이로써, 제1 실링부(84)에 다이어프램(4)이 당접하고 있는 밸브 폐쇄 상태에서는, 제2 실링부(86)가 오목부(22)의 바닥면(22a)에 눌려 제2 실링부(86)에서 확실하게 실링되어 출구 유로(20)로의 유체의 유출을 방지할 수 있다.In addition, the second
또한, 제2 이너 디스크(62)는 제1 이너 디스크(60)에 대해 착탈 가능하다. 이로써, 제1 및 제2 실링부(84, 86)가 경년 열화된 경우 등에는, 새로운 제1 및 제2 실링부(84, 86)를 구비한 제2 이너 디스크(62)별로 신품으로 교환할 수 있다. 따라서, 경년 사용에 의해서도 실링성을 유지 가능한 밸브 장치(1)를 제공할 수 있다.In addition, the second
또한, 제1 및 제2 실링부(84, 86)는 각각 제1 환형면(80), 제2 환형면(82)으로부터 돌출된 돌조를 이룸으로써, 제1 및 제2 실링부(84, 86)의 전술한 각 기능을 발휘할 수 있는 범위에서, 밸브 시트를 필요 최저한의 부피로 형성 가능하게 된다. 따라서, 밸브 장치(1)에 고온 유체가 흐르는 경우에도 열팽창의 영향을 더욱 효과적으로 억제할 수 있으며, 밸브 장치(1)의 실링성을 더욱 효과적으로 유지할 수 있다.In addition, the first and
특히, 제1 실링부(84)를 돌조로 함으로써, 밸브 폐쇄 시에 다이어프램(4)이 당접하기 쉬워지기 때문에, 밸브(2)의 폐쇄성을 향상시킬 수 있다. 또한, 제1 및 제2 실링부(84, 86)가 불소 고무로 형성됨으로써, 수지 소재인 경우에 비해 밸브 시트의 내열성을 향상시킬 수 있다. 여기서, 고무 소재의 밸브 시트는 일반적으로 수지에 비해 열팽창률이 높기 때문에, 고온 유체에 접해 열팽창한 후 수축하면, 종래에는 이너 디스크의 내측 주연부에 대한 밸브 시트의 장착부에 응력 집중이 발생하기 쉽다.In particular, since the
그러나, 본 실시 형태에서는, 이러한 장착부가 존재하지 않음으로써, 응력 집중의 발생은 억제된다. 특히, 제1 및 제2 실링부(84, 86)를 전술한 '칼레즈(등록 상표)' 등의 불소 고무 재료로 형성함으로써, 입구 및 출구 유로(18, 20)에 300℃ 이상의 고온 유체가 흐르는 경우에도 견딜 수 있는 제1 및 제2 실링부(84, 86)를 실현 가능하다. 따라서, 이 경우에는, 열팽창의 영향을 억제하면서, 실링성을 확보하고, 또한 300℃ 이상의 내열성을 갖는 밸브 장치(1)를 실현할 수 있다.However, in this embodiment, since such a mounting part does not exist, generation|occurrence|production of a stress concentration is suppressed. In particular, by forming the first and
또한, 제1 이너 디스크(60)의 내측 주연부(64)의 제3 환형면(88)은 한 쌍의 규제부(70, 72)가 서로 당접한 상태에서, 제1 환형면(80)과 지름 방향(X)에서 실질적으로 동일 평면이다. 이로써, 밸브실(36)에서의 제2 이너 디스크(62)의 과잉 돌출이 방지되어, 밸브실(36)의 용적이 확보되는 동시에, 밸브실(36)에서의 유체의 흐름이 제2 이너 디스크(62)에 의해 저해되지 않는다.Further, the third
또한, 제2 실링부(86)는 한 쌍의 규제부(70, 72)가 서로 당접한 상태에서, 제4 환형면(90)과 지름 방향(X)으로 동일 평면이 되는 높이보다 커지는 돌출 높이(H)로 오목부(22)의 바닥면(22a)을 향해 돌출된다. 이로써, 제4 환형면(90)은 도 6에 나타내는 바와 같이, 오목부(22)의 바닥면(22a)에 대해 이격되기 때문에, 제4 환형면(90)과 오목부(22)의 바닥면(22a)의 메탈 터치에 의한 파티클의 발생을 억제할 수 있다.In addition, the
또한, 외측 주연부(66)에 형성한 돌기부(92)가 두께 방향(Y)에서 돌출 높이(H1)를 가지며 형성되어 있다. 이로써, 보닛 너트(12)를 조여, 보닛(10)의 하단부(10a)가 누름 어댑터(30)에 눌리면, 돌기부(92)의 선단이 대향하는 오목부(22)의 바닥면(22a)에 당접한다.Moreover, the
이 돌기부(92)의 당접에 의해, 외측 주연부(66)가 오목부(22)의 바닥면(22a)에 유지되는 동시에 외측 주연부(66)에서의 실링이 이루어진다. 이 때, 돌출 높이(H1)를 미리 조정함으로써, 오목부(22)의 바닥면(22a)과의 사이에서 제2 실링부(86)가 적절히 눌러 뭉개져, 제2 환형면(82)에 있어서 제2 환형면(82)과, 대향하는 보디(6)의 오목부(22)의 바닥면(22a)의 사이의 실링성이 확보된다. 나아가서는, 제2 환형면(82)과 오목부(22)의 바닥면(22a)의 사이의 메탈 터치에 의한 파티클의 발생을 억제할 수 있다.By the abutment of the
이상으로 본 발명의 각 실시 형태에 대한 설명을 끝내지만, 본 발명이 상기 실시 형태로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경을 할 수 있는 것이다.Although the description of each embodiment of this invention is complete|finished above, this invention is not limited to the said embodiment, Various changes can be made in the range which does not deviate from the meaning of this invention.
예를 들어, 제1 실시 형태에 있어서, 제1 및 제2 실링부(48, 50)에 비교적 작은 부피로 필요한 기능을 갖게 하면서, 밸브실(36)의 유체의 유량을 확보 가능하다면, 제1 및 제2 실링부(48, 50)의 형상은 시트 형상으로 한정되지 않는다. 예를 들어, 적어도 제1 실링부(48)는 제1 환형면(44)으로부터 돌출된 돌조로 형성할 수도 있다. 이로써, 밸브 폐쇄 시에 다이어프램(4)을 제1 실링부(48)에만 확실히 당접시킬 수 있다.For example, in the first embodiment, if it is possible to ensure the flow rate of the fluid in the
또한, 제2 실시 형태에서도 마찬가지로, 제1 및 제2 실링부(84, 86)에 비교적 작은 부피로 필요한 기능을 갖게 하면서, 밸브실(36)의 유체의 유량을 확보 가능하다면, 제1 및 제2 실링부(84, 86)의 형상은 돌조로 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1 및 제2 실링부(84, 86)는 환형의 시트 형상일 수도 있고, 환형의 시트 형상 위에 단면 반원 형상의 돌조가 단차를 존재시켜 마련된 형상일 수도 있다.Also in the second embodiment, if it is possible to ensure the flow rate of the fluid in the
또한, 각 실시 형태에서, 밸브 장치(1) 나아가서는 밸브(2)를 구성하는 부재는 이너 디스크(24), 제1 및 제2 이너 디스크(60, 62), 제1 실링부(48, 84) 및 제2 실링부(50, 86)를 제외하고, 전술한 재질로 한정되지 않는다. 또한, 밸브 장치(1)는 에어 작동식 구동 기구인 액추에이터(16)에 의해 구동되지만, 이것으로 한정되지 않으며, 밸브 장치(1)는 다양한 구동 기구의 밸브(2)에 적용 가능하다.Moreover, in each embodiment, the member which comprises the
1: 밸브 장치
4: 다이어프램
4b: 주연부
6: 보디
18: 입구 유로(유로)
20: 출구 유로(유로)
22: 오목부
22a: 바닥면
24: 이너 디스크
32, 64: 내측 주연부
34, 66: 외측 주연부
36: 밸브실
44, 80: 제1 환형면
46, 82: 제2 환형면
48, 84: 제1 실링부
50, 86: 제2 실링부
52, 92: 돌기부
60: 제1 이너 디스크(이너 디스크)
62: 제2 이너 디스크(이너 디스크)
70, 72: 규제부
88: 제3 환형면
90: 제4 환형면1: valve device
4: diaphragm
4b: perimeter
6: Body
18: Entrance Euro (Euro)
20: Exit Euro (Euro)
22: recess
22a: bottom surface
24: inner disk
32, 64: inner periphery
34, 66: outer periphery
36: valve chamber
44, 80: first annular surface
46, 82: second annular surface
48, 84: first sealing part
50, 86: second sealing part
52, 92: protrusion
60: first inner disk (inner disk)
62: second inner disk (inner disk)
70, 72: Regulatory Department
88: third annular surface
90: fourth annular surface
Claims (8)
상기 오목부에 수용되는 동시에, 내측 주연부 및 외측 주연부에 의해 상기 유로를 상기 밸브실에 이르기까지 구획하는 이너 디스크,
상기 밸브실에서 상기 유로를 차단 또는 연통하는 다이어프램,
상기 내측 주연부의 상기 밸브실에 면하는 측에 형성되는 제1 환형면,
상기 내측 주연부의 상기 제1 환형면과 반대측에 형성되는 동시에, 상기 오목부의 바닥면에 지지되는 제2 환형면,
상기 제1 환형면에 유지되는 동시에, 상기 유로의 차단 또는 연통에 따라 상기 다이어프램이 접촉·분리되는 제1 실링부,
상기 제2 환형면과 상기 오목부의 바닥면의 사이에 배치되는 제2 실링부
를 구비하는, 밸브 장치.a body having a flow path, a concave portion in which the flow path is opened, and a valve chamber through which the flow path communicates in the concave portion;
an inner disk accommodated in the concave portion and partitioning the flow path up to the valve chamber by an inner periphery and an outer periphery;
a diaphragm blocking or communicating with the flow path in the valve chamber;
a first annular surface formed on a side of the inner periphery facing the valve chamber;
a second annular surface formed on a side opposite to the first annular surface of the inner periphery and supported on the bottom surface of the concave portion;
A first sealing part maintained on the first annular surface and contacting/separating the diaphragm according to blocking or communication of the flow path;
A second sealing portion disposed between the second annular surface and the bottom surface of the concave portion
A valve device comprising a.
상기 제1 실링부 및 상기 제2 실링부는 환형의 시트 형상을 이루는, 밸브 장치.According to claim 1,
The first sealing portion and the second sealing portion form an annular seat shape, the valve device.
상기 이너 디스크는
상기 오목부에 수용되는 동시에, 상기 내측 주연부 및 상기 외측 주연부에 의해 상기 유로를 상기 밸브실에 이르기까지 구획하는 제1 이너 디스크,
상기 내측 주연부의 지름 방향 내측에서 상기 제1 이너 디스크의 두께 방향으로 이동 가능한 동시에 착탈 가능하도록 배치되는 제2 이너 디스크
로 구성되며,
상기 제1 환형면은 상기 제2 이너 디스크의 상기 밸브실에 면하는 측에 형성되고,
상기 제2 환형면은 상기 제2 이너 디스크의 상기 제1 환형면과 반대측에 형성되는 동시에, 상기 오목부의 바닥면에 지지되며,
상기 내측 주연부의 내주면과 상기 제2 이너 디스크의 외주면에 형성되어, 서로 당접함으로써 상기 두께 방향에서의 상기 제2 이너 디스크의 상기 밸브실 측으로의 이동을 규제하는 한 쌍의 규제부를 더 구비하는, 밸브 장치.According to claim 1,
The inner disk is
a first inner disk accommodated in the concave portion and partitioning the flow path up to the valve chamber by the inner periphery and the outer periphery;
a second inner disk disposed so as to be movable in the thickness direction of the first inner disk from the inside of the inner periphery in the radial direction and to be detachable at the same time
is composed of
the first annular surface is formed on a side of the second inner disk facing the valve chamber;
The second annular surface is formed on a side opposite to the first annular surface of the second inner disk and is supported on a bottom surface of the concave portion;
and a pair of regulating portions formed on the inner peripheral surface of the inner peripheral portion and the outer peripheral surface of the second inner disk and regulating movement of the second inner disk toward the valve chamber in the thickness direction by contacting each other; Device.
상기 제1 실링부 및 상기 제2 실링부는 각각 상기 제1 환형면, 상기 제2 환형면으로부터 돌출된 돌조를 이루는, 밸브 장치.4. The method of claim 3,
The first sealing portion and the second sealing portion form a protrusion protruding from the first annular surface and the second annular surface, respectively.
상기 제1 이너 디스크는 상기 내측 주연부의 상기 밸브실에 면하는 측에 형성된 제3 환형면을 구비하며,
상기 제 3 환형면은 상기 한 쌍의 규제부가 서로 당접한 상태에서, 상기 제1 환형면과 지름 방향에서 실질적으로 동일 평면인, 밸브 장치.5. The method of claim 3 or 4,
the first inner disk has a third annular surface formed on a side of the inner periphery facing the valve chamber;
and the third annular surface is substantially flush with the first annular surface in a radial direction with the pair of regulating portions abutting against each other.
상기 제1 이너 디스크는 상기 내측 주연부의 상기 제1 환형면과 반대측에 형성되는 동시에 상기 오목부의 바닥면에 대향하는 제4 환형면을 구비하며,
상기 제2 실링부는 상기 한 쌍의 규제부가 서로 당접한 상태에서, 상기 제 4 환형면과 지름 방향으로 동일 평면이 되는 높이보다 커지는 돌출 높이로 상기 오목부의 바닥면을 향해 돌출되는, 밸브 장치.6. The method according to any one of claims 3 to 5,
the first inner disk has a fourth annular surface formed on a side opposite to the first annular surface of the inner periphery and opposite to a bottom surface of the concave portion;
The second sealing portion protrudes toward the bottom surface of the concave portion with a protrusion height greater than a height at which the pair of regulating portions are in contact with each other in a radial direction and coplanar with the fourth annular surface.
상기 제1 실링부 및 상기 제2 실링부는 불소 고무로 이루어지는, 밸브 장치.7. The method according to any one of claims 1 to 6,
The first sealing portion and the second sealing portion are made of fluororubber.
상기 외측 주연부는 상기 이너 디스크의 두께 방향에서 상기 오목부의 바닥면을 향해 돌출되는 돌기부를 갖는, 밸브 장치.
8. The method according to any one of claims 1 to 7,
and the outer periphery has a protrusion protruding toward the bottom surface of the concave portion in the thickness direction of the inner disk.
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